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复原候风地动仪的思考

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东汉张衡地动仪是中国民族的骄傲,智慧的结晶,但是却毁于战火,现代考古也没有挖出相关的文物,只有196字传下来,初中教材的地动仪知识原来不是原物,而是复原的模型,外形是那么以回事,有其形却无其神,完全不能有效的测试出地震,也有很多人试图去复原此地动仪,但是均告失败,地动仪还被方舟子打假,说那估计是不存在的东西,是中国人的一种迷信。。。无奈地动仪也从初中教材中删除,看到这种状况,不禁心寒。
但是现实又的确如此。
如下是课本中的张衡地动仪模型。

内部结构图

如上结构能按196个文字记载有效测试地震吗?的确不能。因为那样的结构值得商榷。


IP属地:重庆1楼2019-10-25 16:05回复
    人们在这一领域不断的探索,不断的思考,不断的实践,不同版本应运而生,倾注了无数人的心血。

    这些地动仪的复原,的确已经非常优秀了,比博物馆那个酒樽已经有非常大本质性的提升,但是离真正的文字记载的效果始终还是没有迈过那个坎,其实效果行不行,就两个字——验震。话说多了都很空洞。
    为什么在高科技时代的人们,一直迈不出那个坎呢?其实不是这个坎迈不过去,而是现在的人给自己设了门槛,给自己挖了坑把自己跳进去了。
    这个坑是什么?——就是认为古代科技不发达,文化水平低,技术不先进太落后,机械加工能力太差劲。始终在把古人想得那么差的模式中的搞复原怎么可能搞得成功?这个巨坑跳进去了,最终出不来了吧。。。
    所以要想解决问题,还得回到古人的文化背景。


    IP属地:重庆2楼2019-10-25 16:07
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      一、我们来说说困扰大家脑震荡的“候风地动仪”的“候风”
      古代最具有典型文化背景有什么?周易?八卦?那么我们就从八卦上来看看能否找到一些线索?

      从八卦图中是不是能寻找到一些端倪?
      《易经》有“天地定位”乾坤,“山泽通气”兑艮,“雷风相薄”震巽,“水火不相射”坎離。
      所以要想解释破解古人的科技,还得用古人的知识去破解。
      雷风相簿指:风与雷互相搏击,但不相悖逆。风烈则雷迅,雷激则风速,二者相互增益其势,故称益。。。。搞严重了这不就是地震的一种表现?!!!!
      从如上是不是就发现了震与风有联系了?候风——地动,有联系了?
      (1)地震云
      地动与风有联系了,那么我们就来看现象,有些什么样的联系?
      人们常形容地震预报科技人员是"上管天,下管地,中间管空气",这的确有道理。地震之前,气象也常常出现反常。主要有震前闷热,人焦灼烦躁,久旱不雨或霪雨绵绵,黄雾四塞,日光晦暗,怪风狂起,六月冰雹等等。
      所以风与地震有紧密的关联性。而不是孤立的地震。
      既然风与地震有紧密的关联性,震前气候反常,怪风狂起,那么处在空间中的空气会受到地震能量波的影响,也就是“雷风相薄”,继而在天空震荡出地震云。

      当天空看到这样的地震云后,12小时内必然地震。只是这种地震云的震级非常小,一般4级以下。
      但是当今的西方科学,由于没有中国的几千年文化底蕴,只相信仪器的测量数据,如上地震云理论就无法用科学仪器进行测量,继而没办法把风与震产生关联性,最终只能权威定论,地震云不存在,地震云不科学。。


      IP属地:重庆3楼2019-10-25 16:08
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        (2)科技
        我们来看看古代的科技,究竟是先进呢?还是落后?
        我们来看看一个东周王城出土的齿轮

        2400年前的齿轮与现代齿轮进行对比,弱吗?俨然就是时代穿越感觉。
        再看看汉朝人字齿轮


        再看看这些齿轮,连现代人都不知道起运行原理,其加工技艺之精湛。所以看看古人技术落后吗?加工能力弱吗?


        IP属地:重庆4楼2019-10-25 16:09
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          再看看张衡自己发明了什么?
          1、浑天仪

          用水滴为动力运转模拟天体的运转,在黑屋子中运转与外面的人进行验证,结果准确无误。
          想想在那个时代是多么的先进,落在现在都是非常先进的,没有点脑洞的人都难以复原。
          2、候风地动仪
          偏偏发现,在候风地动仪上人们就怎么觉得技术含量不高了呢?张衡的文化水平就低了呢?怎么就不能放开脑洞去拓展思考呢?怎么就不愿意跳出自己给自己埋的坑呢?
          落在现在,张衡同样是一个顶尖级别的教授。


          IP属地:重庆5楼2019-10-25 16:17
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            所以要想成功复原张衡地动仪,能达到文献记载的效果,就得勇敢的跳出自己给自己挖的坑。


            IP属地:重庆6楼2019-10-25 16:19
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              今天终于把我所想的内部结构主要部件原理图画了出来,纯机械结构,完全可用汉朝古人当时的水平能做到;
              1、通过机械原理的乘法运算理论上解决了精度问题。精度至少可以做到0.002mm以上(且精度可调避免误动),所以基本上能捕捉到地震波的第一个触发起始点信号,这个也就是初始相位,这个很重要,能不能准确捕捉,就决定震源正反方向判定的成败。我的原理中是捕捉到这个起始相位信号后马上锁定用于方向判定,后续震动均不会影响后续的运动方向,且进行微弱信号由弱到强的渐进过程不丢信号而是进行加法累加运算到设定满值自动停止,所以强弱无所谓,只要地震信号不是弱到不能识别为根本原则。
              ,2、现阶段市上已经研究完成的复原地动仪精度在3mm~5mm以上,所以没有办法捕捉到地震初始相位信号,只能是响应了地震信号进行动作,故不能准确的判断出正确的正反方向,要不是正方向,就是反方向,存在随机性靠运气的现象。冯锐版复原地动仪在这一环节表现得尤为突出。所以在复原之路上现阶段人们还得继续努力。


              IP属地:重庆9楼2019-10-26 18:15
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                汉朝杰出的科学家张衡发明了举世闻名的记里鼓车,这是一种利用减速齿轮系统带动车上小木人而报告车行里程的机械。每当车行1里或10里时,小木人就会自动击鼓一下,由击鼓的次数就可以了解已行走了多少路程,这是我国古代车辆机械方面取得的重要成就。
                记里鼓车又有“记里车”、“司里车”、“大章车”等别名。有关它的文字记载最早见于《晋书·舆服志》:“记里鼓车,驾四。形制如司南。其中有木人执槌向鼓,行一里则打一槌。”晋人崔豹所著的《古今注》中亦有类似的记述。
                王振铎先生根据史书上的文字描述复原图。


                IP属地:重庆10楼2019-10-27 10:38
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                  张衡一生中发明了哪些东西?
                  1、地动仪
                  公元132年(阳嘉元年),张衡在太史令任上发明了最早的地动仪,称为候风地动仪。据《后汉书·张衡传》记载:地动仪用精铜铸成,圆径八尺,顶盖突起,形如酒樽,用篆文山龟鸟兽的形象装饰。中有大柱,傍行八道,安关闭发动之机。它有八个方位,每个方位上均有一条口含铜珠的龙,在每条龙的下方都有一只蟾蜍与其对应。任何一方如有地震发生,该方向龙口所含铜珠即落人蟾蜍口中,由此便可测出发生地震的方向。经过试验,与所设制,符合如神,自从有书籍记载以来,是没有过的。曾经一龙机发,地不觉动,雒阳的学者都责怪不足信,几天之后,送信人来了,果然在陇西地发生地震,众人于是都服其神妙。自此之后,朝廷就令史官记载地动发生的地方。
                  关于地动仪的结构,流行的有两个版本:王振铎模型,即“都柱”是一个类似倒置酒瓶状的圆柱体,控制龙口的机关在“都柱”周围。这一种模型已被基本否定。 另一种模型由地震局冯锐提出,即“都柱”是悬垂摆(见袁宏《后汉纪》),摆下方有一个小球,球位于“米”字形滑道交汇处(即《后汉书·张衡传》中所说的“关”),地震时,“都柱”拨动小球,小球击发控制龙口的机关,使龙口张开。另外,冯锐模型还把蟾蜍由面向樽体改为背向樽体并充当仪器的脚。该模型经模拟测试,结果与历史记载吻合。
                  世界上地震频繁,但真正能用仪器来观测地震,在国外,是19世纪以后的事。候风地动仪是世界上的地震仪之祖。虽然它的功能尚只限于测知震中的大概方位,但它却超越了世界科技的发展约1800年。
                  2、浑天仪
                  张衡在西汉耿寿昌发明的浑天仪的基础上,根据自己的浑天说,创制了一个比以前都精确、全面得多的“浑天仪”。
                  漏水转浑天仪是一种水运浑象。用一个直径四尺多的铜球,球上刻有二十八宿、中外星官以及黄赤道、南北极、二十四节气、恒显圈、恒隐圈等,成一浑象,再用一套转动机械,把浑象和漏壶结合起来。以漏壶流水控制浑象,使它与天球同步转动,以显示星空的周日视运动,如恒星的出没和中天等。它还有一个附属机构即瑞轮冥菜,是一种机械日历,由传动装置和浑象相连,从每月初一起,每天生一叶片;月半后每天落一叶片。它所用的两级漏壶是现今所知最早的关于两级漏壶的记载。
                  张衡在创作了浑天仪之后曾写过一篇文章。此文全文已佚。只是在梁代刘昭注《后汉书·律历志》时作了大段引述而使之传世。刘昭注中把这段文字标题为《张衡浑仪》。称之为“浑仪”可能是刘昭所作的一种简化。在古代,仪器的定名并不严格。虽然后世将“浑仪”一词规范为专指观测仪器,但在隋、唐以前,“浑仪”也可用于表演仪器。
                  3、瑞轮荚
                  瑞轮荚是张衡别出心裁创造的自动日历,它模仿神话中奇树蓂荚的特征,靠流水作用,从每月初一开始,一天出现一片叶子,到满月出齐15片,然后每天再收起一片,到月末为止,循环开合。这个神话曲折地反映了尧帝时天文历法的进步。张衡的机械装置就是在这个神话的启发下发明的。听谓“随月盈虚,依历开落”,其作用就相当于现今钟表中的日期显示。
                  4、指南车
                  张衡制造的指南车利用机械原理和齿轮的传动作用,由一辆双轮独辕车组成。车箱内用一种能自动离合的齿轮系统,车箱外壳上层置一木刻仙人,无论车子朝哪个方向转动,木人伸出的臂都指向南方。
                  5、计里鼓车
                  张衡创造的计里鼓车是用以计算里程的机械。据《古今注》记载:“记里车,车为二层,皆有木人,行一里下层击鼓,行十里上层击镯”。记里鼓车与指南车制造方法相同,所利用的差速齿轮原理,早于西方1800多年。
                  6、独飞木雕
                  张衡制作独飞木雕,是模仿鸟类高空翱翔的滑翔翼型设计。
                  7、地形图
                  张衡也研究过地理学,根据他研究和考察的心得,画过一幅地形图。唐张彦远《历代名画记》卷三云:“衡尝作地形图,至唐犹存。”


                  IP属地:重庆11楼2019-10-27 11:18
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                    图一:1千八百年前的齿轮对比。

                    ======================================
                    图二:2千年前的齿轮对比。

                    ==============================================
                    图三:下面来一个惊叹的4千多年前的齿轮对比。

                    不得不为中国古人感到惊叹。
                    看看现代人复原古人的发明是怎么弄的?复原指南车必须要用木料用手工一刀一刀切出来的齿轮才符合规矩,除此用金属齿轮就是违背科学,那是现代的东西。。。。不能用,用就犯规。然仔细看上面的对比图,4千多年前的古人已经有人穿越过去使用现代科技了,所使用的齿轮已经与现代无异了,这怎么解?
                    复原地动仪,同样现代人给自己下了套,不能用现代科技。。。。理论都别沾。。。。因为那些理论都是现代人的专利。。。。人们不去想,现代人也是通过观察自然通过物理实验等获得的知识,古人一样会观察一样会做实验,只是不叫物理实验而叫其他名称而已,一样会获得相应的知识。
                    看看复原地动仪,把张衡的196字一字一字的死抠。。。抠得还有板有眼的,必须做到一字不离,这是搞研究吗?就不知道现代人搞研究论文等都有大纲之说吗?为啥古人就不能用大纲来总结?古人惜字如金,什么艰辛的汗水,坚强攻坚的意志,怎么怎么突破的,那些东西就不用写了。最终就告诉你获得了金奖,,,难道不行?
                    所以在此围城禁锢之下,现代人想真正复原出张衡效果的候风地动仪。。。可以说几乎不可能,因为自己把自己给禁锢了。
                    所以要想成功,唯有突破围城,当你最终做成功后再返回去最终来对照196字结果会发现是吻合的。


                    IP属地:重庆12楼2019-10-27 15:47
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                      我等有空了也来动手制作复原候风地动仪。
                      看了1千八百多年前的汉朝,乃至4千年前就已经充满众多齿轮元素,且加工工艺居然已经非常之高,张衡的其他作品中齿轮也是主选配件,那么复原候风地动仪,张衡不可能突然就对齿轮进行屏蔽弃之不用,反而是必选项,不仅必选,且齿轮是候风地动仪的非常重要的核心部件,所以我打算复原的候风地动仪,也必选齿轮作为核心部件。
                      如下是我刚到手的部分齿轮部件。


                      IP属地:重庆13楼2019-10-27 17:20
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                        IP属地:重庆14楼2019-10-27 19:27
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                          星际魂名言 表述与提示:
                          1.要想成功复原张衡地动仪,能达到文献记载的效果,就得勇敢的跳出自己给自己挖的坑。
                          2.大家复原的地动仪,复原一个就失败一个,为什么?很多人就是不去想这个为什么?
                          3.齿轮是候风地动仪的非常重要的核心部件,等有空了我也来动手制作复原候风地动仪。
                          哈哈! 恍然大悟! 拭目以待:
                          但愿星际魂大师,手持"齿轮"候风地动仪,跳出自己给自己挖的坑,而不至于成为又一个失败。
                          如下是刚到手的部分齿轮部件。



                          IP属地:陕西15楼2019-10-28 11:31
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                            张衡地动仪,流传下来的196字,明显的是记物述事型文章,而不是直接性的专业技术型文章。
                            1、如记里鼓车的描述:古代一种能标示道路里程的车子。 晋 崔豹 《古今注·舆服》:“大章车,所以识道里也,起於 西京 。亦曰记里车。车上为二层,皆有木人,行一里,下层击鼓,行十里,上层击镯。《尚方故事》有作车法。”《隋书·礼仪志五》:“记里车,驾牛。其中有木人执槌,车行一里,则打一槌。”《晋书·舆服志》:“记里鼓车,驾四,形制如司南。其中有木人执槌向鼓,行一里则打一槌。”
                            里面没有提到具体是怎么实现的。
                            2、浑天仪:典籍记载,西汉末扬雄(公元前58-18年)《法言·重黎》篇里写道:“或问浑天。曰落下闳营之,鲜于妄人度之,耿中丞象之。”同样没有具体的技术原理。
                            3、指南车:“车虽回运而手常指南”。没有描述内部的具体实现结构。
                            4、“阳嘉元年,复造候风地动仪,以精铜铸成。员径八尺,合盖隆起,形似酒尊,饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱,旁行八道,施关发机。外有八龙,首衔铜丸,下有蟾蜍,张口承之。其牙机巧制,皆隐在尊中,覆盖周密无际。如有地动,尊则振,龙机发,吐丸而蟾蜍衔之,振声激扬,伺者因此觉知。虽一龙发机,而七首不动,寻其方向,乃知震之所在。验之以事,合契若神。同样不是具体的技术型文章。
                            比如(假设):我们现在看到的《我的兄弟叫顺溜》,演得很神。2千年后的人们,早已经上千年的时间没有过战争,早已经进入大同的高度文明,他们对枪已经毫无所知,他们翻阅历史发现一段这样的文章记述:中华人民共和国有一狙击神枪手叫顺溜,手握一把神奇的狙击枪,通过瞄准镜看到几里远外目不可视躲藏在草丛中的鬼子(敌人),通过瞄准镜瞄准,扣动扳机,消无声息,几里外的鬼子应枪倒地,几里外天有飞鸟,扣动扳机后飞鸟掉落,弹无虚发。
                            这样的文章让2千年后大同时代的人们去复原这把神枪及神枪手顺溜。文章在我们现在的人看来是不是非常的真实可靠。而2千年后的人们呢?一板一眼的抠字眼,想破了脑袋,扳机一扣几里外的鬼子就倒地了,天上的飞鸟就掉下来了,还无声,就一天研究扳机,好神奇的扳机,好神奇的弹,好神奇的瞄准镜,无声。把这些东西一天往死里折腾,最终就是想破脑壳都不能让再强大的扳机能无声状态把弹弄出去把天上的鸟给弄下来,再强大的扳机想破脑壳也只能把弹弄出去几米,真的是难倒了2千年后高度文明的人们。最终只能得出结论,2千年前的中国人民共和国技术相当落后,不可能造出那么神奇的狙击枪,那样的神枪手并不存在,那是古人意淫罢了,还是我们的意识移物才能做到。再想想当今的人们研究候风地动仪是不是也犯了如此严重的毛病?把记事文章当成了技术文章且必须严格按文章描述严格进行,焉有成功之理?


                            IP属地:重庆来自Android客户端18楼2019-10-28 12:45
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                              通过上面的描述,补足了隐藏的齿轮后,棋就走活了:
                              1、如有地动,尊则振,中有都柱——信息的采集部分;(事物描述部分)
                              2、齿轮——信息的计算处理;(隐藏的信息处理部分,如顺溜故事中隐藏的火药,枪管,膛线等,事物描述文章都把这些内容写出来就是画蛇添足,所以古人写文章当然会隐藏这一部分)
                              3、施关发机(事物的功能描述部分,功能事件的触发)
                              4、傍行八道(事物描述执行过程部件,功能触发后产生的动作路径)
                              5、外有八龙,首衔铜丸(事物描述,输出执行部件)
                              6、下有蟾蜍,张口承之(事物描述,输出报警部件)
                              看看是不是把第二条隐藏的内容补足后,把述事文章转化成技术文章,一盘棋就真正的走活了,否则想用述事文章去复原达到文章的描述效果真的是一盘死棋,实现不了。


                              IP属地:重庆20楼2019-10-28 13:31
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